๐ ์ ๋ณด๊ฐ ํ์ ๋ง๋ ๋ค: IG-RUEQFT๋ก ๋ฐ๋ผ๋ณธ โ์ฝํโ์ํธ๋กํผโ์ ๋ณด๊ฒ์ด์ง์ฅโ์ ์ธ๊ณ
์ฐ๋ฆฌ๊ฐ ์๊ณ ์๋ ์ฐ์ฃผ๋ ๋ฌผ์ง๊ณผ ์๋์ง, ์๊ณต๊ฐ์ผ๋ก ๊ตฌ์ฑ๋์ด ์์ต๋๋ค.
ํ์ง๋ง ํ๋ ๋ฌผ๋ฆฌํ์ ๊ทธ๋ณด๋ค ๋ ๊ทผ๋ณธ์ ์ธ ๊ฒ์ด ์๋ค๊ณ ๋งํฉ๋๋ค.
โ์ ๋ณด(Information)โ
์์์ญํ๊ณผ ๋ธ๋ํ ๋ฌผ๋ฆฌํ์ด ๋ง๋๋ฉด์
โ์ ๋ณด๊ฐ ๋ฌผ๋ฆฌ๋ฒ์น์ ๊ธฐ์ด๊ฐ ์๋๊น?โ๋ผ๋ ์๊ฐ์ด ์ ์ ํ์ค์ ์ธ ๋ฌผ์์ด ๋๊ณ ์์ต๋๋ค.
IG-RUEQFT(Information-Gauge Renormalizable Unified EntanglementโEntropy QFT)๋
๋ฐ๋ก ์ด ์ง๋ฌธ์ ๋๋ตํ๋ ค๋ ์๋ก์ด ์๋์
๋๋ค.
์ค๋์ ๊ทธ ํต์ฌ ๊ตฌ์กฐ,
์ฝํ โ ์ํธ๋กํผ โ ์ ๋ณด์ ๋ฅ โ ์ ๋ณด์ ํ โ ์ ๋ณด๊ฒ์ด์ง์ฅ ฮฮผ โ ์๋ก์ด ํ
์ด ํ๋ฆ์ ์ฝ๊ณ ์ฌ๋ฏธ์๊ฒ ์๊ฐํด๋ณด๋ ค๊ณ ํฉ๋๋ค.
๐ฎ 1. ์ฝํ(Entanglement)์ ์ฐ์ฃผ๋ฅผ ๋ฌถ๋ ๋ณด์ด์ง ์๋ ์ค
์์ ์ฝํ์ ๋ ์
์๊ฐ ์ด๋ค ์์ผ๋ก๋ ์ฐ๊ฒฐ๋์ด ์์(quantum correlation)์ ์๋ฏธํฉ๋๋ค.
ํ๋๋ฅผ ์ธก์ ํ๋ฉด, ๋ค๋ฅธ ํ๋์ ์ํ๊ฐ ์ฆ์ ๊ฒฐ์ ๋๋ ์ ๋นํ ํ์์
๋๋ค.
์ฝํ์ด ๊ฐํ ์๋ก ๋ ์
์ ์ฌ์ด์๋ โ์จ๊ฒจ์ง ์ ๋ณดโ๊ฐ ๋ ๋ง์ด ์กด์ฌํฉ๋๋ค.
๊ทธ ์ ๋ณด๋ฅผ ์ํ์ ์ผ๋ก ๋ํ๋ธ ๊ฒ์ด ๋ฐ๋ก “์ฝํ ์ํธ๋กํผ(entanglement entropy)”์
๋๋ค. SEE=โTr(ฯAlnโกฯA)
์ด ์์ โ์ผ๋ง๋ ๋ง์ ์ ๋ณด๊ฐ ์๋ก ์ฐ๊ฒฐ๋์ด ์๋๊ฐ?โ๋ฅผ ๋ณด์ฌ์ฃผ๋ ์ฒ๋์ ๋๋ค.
๐ฅ 2. ์ฝํ์ด ํ๋ฅด๋ฉดโฆ โ์ ๋ณด์ ๋ฅโ๊ฐ ์๊ธด๋ค
์ํธ๋กํผ๋ ๊ณต๊ฐ๊ณผ ์๊ฐ์ ๋ฐ๋ผ ๋ณํ ์ ์์ต๋๋ค.
- ์ด๋ค ์์ญ์์ ์ํธ์์ฉ์ด ๊ฐํด์ง๋ฉด ์ํธ๋กํผ๊ฐ ์ฆ๊ฐ
- ๋ค๋ฅธ ๊ณณ์์๋ ๊ฐ์
- ์๊ฐ์ด ์ง๋๋ฉด ํ๋ฅด๋ ํจํด์ด ์๊น
์ด๊ฒ์ ์ํธ๋กํผ๊ฐ **์ ์ ์ธ ์ซ์๊ฐ ์๋๋ผ, ๋์ ์ธ โ์ ๋ณด ํ๋ฆโ**์ด๋ผ๋ ๋ป์ ๋๋ค.
IG-RUEQFT์์๋ ์ด๋ฅผ “์ ๋ณด์ ๋ฅ(information current)”๋ผ๊ณ ๋ถ๋ฆ ๋๋ค. JinfoฮผโผโฮผSEE
์ฝ๊ฒ ๋งํด,
โ์ฝํ ์ํธ๋กํผ๊ฐ ๋ณํ๋ ๊ณณ์๋
์ ๋ณด๊ฐ ํ๋ฌ๊ฐ๋ ์ ๋ฅ๊ฐ ์๋ค.โ
์ด๋ ์ ๊ธฐ์ ์ ๋ฅ์ ๋น์ทํ์ง๋ง, ์ ํ๊ฐ ์๋๋ผ ์ ๋ณด์ ํ๋ฆ์ ๋๋ค.
โก 3. ์ ๋ณด์ ๋ฅ๊ฐ ์๋ค๋ ๊ฒ์โฆ โ์ ๋ณด์ ํโ๋ ์๋ค๋ ๋ป
๋ฌผ๋ฆฌํ์์ “์ ๋ฅ”๊ฐ ์๋ค๋ฉด ๋ฐ๋์ “์ ํ”๊ฐ ์กด์ฌํฉ๋๋ค.
์ ๋ฅ = ์ ํ์ ํ๋ฆ
๊ทธ๋ ๋ค๋ฉด ์ ๋ณด์ ๋ฅ๋?
์ ๋ณด์ ๋ฅ = ์ ๋ณด์ ํ๊ฐ ์์ง์ด๋ ํ๋ฆ
IG-RUEQFT์์๋ ๊ฐ ๋ฌผ์ง(์ํ๋ฌผ์ง, ๋ฐ๋ฆฌ์จ, ๊ด์ ๋ฑ)์ ๋ํด
โ์ผ๋ง๋ ์ ๋ณด ๊ฒ์ด์ง์ฅ์ ๋ฏผ๊ฐํ๊ฐโ๋ฅผ ๋ํ๋ด๋ ์์น๋ฅผ ์ ์ํฉ๋๋ค.
๊ทธ๊ฒ์ด ๋ฐ๋ก **์ ๋ณด์ ํ ฮพ(ksi)**์ ๋๋ค.
์์์์๋ ์ด๋ ๊ฒ ๋ฑ์ฅํฉ๋๋ค: Jฮผeff=ฮพโฯโuฮผ+ฮดJฮผ(diss)
โจ ์ ์ํ๋ฌผ์ง(DM)๊ณผ ๋ฐ๋ฆฌ์จ(๋ณดํต ๋ฌผ์ง)์ ์ ๋ณด์ ํ๊ฐ ๋ค๋ฅผ๊น?
์ด์ ๋ ๊ฐ๋จํฉ๋๋ค.
- DM์ ์ ์๊ธฐ๋ ฅยท๊ฐ๋ ฅ๊ณผ ๊ฑฐ์ ์ํธ์์ฉํ์ง ์์
- ์ฝํ ์ํธ๋กํผ๋ฅผ ์๋ ๋ฐฉ์(coarse-graining)์ด ๋ฐ๋ฆฌ์จ๊ณผ ์์ ํ ๋ค๋ฆ
- ๋ฏธ์์ ์์ ๋๊ฐ ๋ฌ๋ผ โ์ ๋ณด ํ๋ฆ์ ๋ํ ๋ฐ์โ์ด ๋ค๋ฆ
๊ทธ๋์
DM๊ณผ ๋ฐ๋ฆฌ์จ์ ์ ๋ณด์ ๋ํด ๋ค๋ฅธ โ๋ฏผ๊ฐ๋โ๋ฅผ ๊ฐ์ง๋ฉฐ,
๊ทธ ์ฐจ์ด๊ฐ ์ฐ์ฃผ ๊ตฌ์กฐ ํ์ฑ์์ ๋ฏธ๋ฌํ ์ฐจ์ด๋ฅผ ๋ง๋ค์ด๋ผ ์ ์๋ค.
์ด๊ฒ์ด ๋ค์ ๋ ผ๋ฌธ์ ํต์ฌ ๊ฒฐ๊ณผ ์ค ํ๋์ ๋๋ค.
Testing dark-matter Euler modifications with cosmological motions: A joint RSDโlensingโgravitational-redshift analysis in an information-gauge framework
https://doi.org/10.5281/zenodo.17658786
โ 4. ์ด์ ๋ฑ์ฅํ๋ค: ์ ๋ณด๊ฒ์ด์ง์ฅ ฮฮผ
์ ๋ฅ๊ฐ ์๋ค๋ฉด **๊ทธ ์ ๋ฅ๋ฅผ ๋๋ผ๊ฒ ๋ง๋๋ ์ฅ(field)**๋ ์์ด์ผ ํฉ๋๋ค.
์ ์๊ธฐํ์์๋:
- ์ ๋ฅ โ ์ ์๊ธฐ์ฅ(Aฮผ)
- ์ ํ q โ ๋ก๋ ์ธ ํ ๋ฐ์
IG-RUEQFT์์๋:
- ์ ๋ณด์ ๋ฅ โ ์ ๋ณด๊ฒ์ด์ง์ฅ ฮฮผ
- ์ ๋ณด์ ํ ฮพ โ ์๋ก์ด ์ ๋ณด-๋ก๋ ์ธ ํ ๋ฐ์
ฮฮผ์ ์ฅ๊ฐ๋๋ ์ ์๊ธฐ์ฅ๊ณผ ์์ ํ ๊ฐ์ ํํ๋ก ์ ์๋ฉ๋๋ค. Fฮผฮฝ(ฮ)=โฮผฮฮฝโโฮฝฮฮผ
์ฆ ฮฮผ๋ โ์ ๋ณด์ ๋ฐ์ํ๋ ์๋ก์ด ์ํธ์์ฉโ์
๋๋ค.
์ด ์ฅ๊ณผ DM์ด ์ํธ์์ฉํ๋ฉด DM์ ์ถ๊ฐ์ ์ธ ํ์ ๋ฐ์ต๋๋ค.
๐น 5. ์ด ํ์ด ๋ฐ๋ก GR์ ๋์ด์๋ โ์๋ก์ด ์ถ๋ ฅโ ฮ_info
์ ๋ณด๊ฒ์ด์ง์ฅ ฮฮผ๋ ์ํ๋ฌผ์ง์ ์ค์ ๋ก ํ์ ์ ๊ณตํฉ๋๋ค.
๊ทธ ํ์ ์๋๋ก ์ ํํ์ ์ ์๊ธฐํ์ ๋ก๋ ์ธ ํ๊ณผ ๊ฑฐ์ ๊ฐ์ต๋๋ค: f(ฮ)ฮผ=gIF(ฮ)ฮผฮฝJฮฝeff.
์ฌ๊ธฐ์
- g_I: ์ ๋ณด ๊ฒ์ด์ง๊ฒฐํฉ ์์
- ฮพ: ์ ๋ณด์ ํ
- F^{(\Lambda)\mu\nu}: ์ ๋ณด์ฅ ๊ฐ๋
- J_\nu^{eff}: ์ ๋ณด์ ๋ฅ
์ฆ,
ฮฮผ๊ฐ ๊ฐํ๋ฉด DM์ ๋ ํฐ ์ถ๊ฐํ ์ ๋ฐ๋๋ค.
์ด ์ถ๊ฐ๋ ฅ์ด ๋ฐ๋ก ๋ ผ๋ฌธ์์ ๊ด์ธก๋ ์ ์๋ ์๊ทธ๋์ฒ
- ฮ_info(z,k): ์ ๋ณด-์ถ๋ ฅ(thrust)
- ฮธ_info(z): ์ํธ๋กํผ-๋ง์ฐฐ(drag)
๋ ๊ฐ์ ๋ฌผ๋ฆฌ๋์ผ๋ก ๋ํ๋ฉ๋๋ค.
๐ 6. ์ด๊ฒ์ด ์ฐ์ฃผ ๊ด์ธก์ ๋จ๊ธฐ๋ ํ์ ๋ค
IG-RUEQFT๋ ๋จ์ํ ์ด๋ก ์ด ์๋๋ผ
์ฐ์ฃผ ๊ด์ธก(RSDยทlensingยทgravitational redshift)์ผ๋ก ๊ฒ์ฆ ๊ฐ๋ฅํ ๊ตฌ์กฐ์
๋๋ค.
ํนํ,
- ๋ค๋ฅธ z,k ์์ญ์์์ ์ฑ์ฅ๋ฅ ๋ณํ
- ฮจ_W vs ฮจ_direct ์ฐจ์ด๊ฐ ์๋์ง ์ฌ๋ถ(slip-null test)
- ๋ฐ๋ฆฌ์จโDM drift ํจ๊ณผ (์ ๋ณด์ ํ๊ฐ ๋ค๋ฅด๊ธฐ ๋๋ฌธ)
- low-z์์์ entropy drag suppression
๋ฑ์ด ๋ชจ๋ IG ์๊ทธ๋์ฒ๋ก ๋๋ฌ๋ฉ๋๋ค.
์ฆ, ฮฮผ ์ ๋ณด๊ฒ์ด์ง์ฅ์ ๊ด์ธก ๊ฐ๋ฅํ ์๋ก์ด ํ์ ์์ธกํฉ๋๋ค.
๐ง 7. ์ฒ ํ์ ๋ฉ์์ง โ โ์ ๋ณด๊ฐ ์ฐ์ฃผ๋ฅผ ๋ง๋ ๋คโ
์ด ๊ตฌ์กฐ ์ ์ฒด๋ฅผ ๊ดํตํ๋ ์ฌ์์ ๋งค์ฐ ์ธ์์ ์ ๋๋ค.
์์ ์ฝํ์ ๋ณํ๊ฐ ์ํธ๋กํผ๋ฅผ ๋ฐ๊พธ๊ณ ,
๊ทธ ์ํธ๋กํผ ๋ณํ๊ฐ ์ ๋ณด์ ๋ฅ๋ฅผ ๋ง๋ค๋ฉฐ,
๊ทธ ์ ๋ณด ํ๋ฆ์ด ์๋ก์ด ํ์ ๋ง๋ ๋ค.
์ฆ,
์ฐ์ฃผ๋ฅผ ์์ง์ด๋ ๊ฒ์ ๋ฌผ์ง๋, ์๋์ง๋ ์๋
์ ๋ณด์ ํ๋ฆ์ผ ์ ์๋ค๋ ๊ฒ.
์ด๋ AdS/CFT์
โGeometry emerges from entanglementโ
์ด๋ผ๋ ์ฒ ํ๊ณผ๋ ๊น๊ฒ ๋ฟ์ ์์ต๋๋ค.
โจ ๋ง๋ฌด๋ฆฌ: ์ฐ์ฃผ๋ โ์ ๋ณดโ๊ฐ ์ง๋ ๊ฑฐ๋ํ ์ง๋ฌผ
IG-RUEQFT๋ ๋ณต์กํด ๋ณด์ด์ง๋ง
๊ทธ ํต์ฌ ๋ฉ์์ง๋ ๋จ ํ๋์
๋๋ค.
์ฐ์ฃผ๋ ์ ๋ณด์ ํ๋ฆ์ด ๋ง๋๋ ๊ฑฐ๋ํ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ด๋ค.
์ ๋ณด๋ ๋จ์ํ ๋ฐ์ดํฐ๊ฐ ์๋๋ผ
์๊ณต๊ฐ๊ณผ ํ์ ๋ง๋๋ ๊ทผ๋ณธ์ ์กด์ฌ์ด๋ค.
์์ผ๋ก, ฮฮผ ์ ๋ณด๊ฒ์ด์ง์ฅ๊ณผ ์ ๋ณด์ ๋ฅ๊ฐ
์ฐ์ฃผ๋ก ๊ณผ ์์๋ฌผ๋ฆฌํ์ ์๋ก์ด ํ์ค์ธ์ด๊ฐ ๋ ์ง๋ ๋ชจ๋ฆ
๋๋ค.
๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ด ํ ๋ ์์์ ์๋ก์ด ๋ฌธ๋ช ์ด ๊ฑด์ค๋ ์ง ๋ชจ๋ฆ ๋๋ค!

